一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法

本发明涉及食品包装领域，尤其涉及一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法。

背景技术：

1、目前，塑料等传统石油基材料制品对环境和生态造成了严重影响，食品包装残留的微塑料也危害着人类健康。随着塑料薄膜等产品使用的持续增加，预计到2050年，累积的塑料废物将达到330亿吨。面对环境污染和资源匮乏的问题，发展可再生、可降解的环保薄膜成为必然趋势。多糖、蛋白质以及脂类物质都是常见的天然聚合物，具有潜在的应用价值。

2、淀粉可以从植物的根、茎、叶和果实中获得，含量丰富，是天然的高分子原料。同时，淀粉有着廉价、无毒、可生物降解等优点，广泛应用于生物基膜的研发。然而，原淀粉膜存在成膜难、强度差、抗水性差等较多缺陷，无法满足应用需求，需要对其进行改性处理。淀粉分子链含有大量的活化羟基，容易通过化学改性引入目标官能团，赋予淀粉特定的性能。在淀粉膜中加入改性剂、增塑剂、抗菌剂、增强剂或者其他助剂，也可以提高薄膜的机械性能、抗菌性能、阻隔性能等。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，采用植物精油增强淀粉基膜的抗菌性能，利用纳米纤维素的疏水面、亲水性边缘和强度来提高精油的分散性和淀粉基膜的机械性能，同时改善淀粉基膜的阻隔性能。

2、为了达到上述目的，本发明是通过如下的技术方案实现：

3、一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、(1)将淀粉6～8份、改性剂0.5～1份、增塑剂2～4份和去离子水100份混合，在90～100℃下混合搅拌15～30min；此处需要说明的是，利用改性剂调节淀粉溶液粘度为0.95～1.35pa·s；将纳米纤维素0～1.8份和精油0～3份混合，在20～30℃下以7000～10000rpm高速乳化分散2～5min；

5、(3)在20～30℃下将(1)与(2)混合，在2000～3000rpm下进行均质分散，得到成膜溶液；膜溶液粘度为0.85～1.20pa·s；

6、(4)将成膜溶液流延于平面皿上，置于30～35℃的恒温干燥箱中干燥24～36h。

7、(5)将干燥后的膜进行揭膜，压平后得精油抗菌淀粉基膜。

8、所述的淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉、大米淀粉、豌豆淀粉中的一种或多种的组合；

9、所述的改性剂为丁烷四羧酸、柠檬酸、柠檬酸钾、柠檬酸钠的一种或多种组合；

10、所述的增塑剂为甘油、山梨醇、聚乙二醇-200、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600的一种或多种组合；

11、所述的纳米纤维素为tempo氧化漂白针叶木浆制备的纳米纤维素；

12、所述的精油为生姜精油、陈皮精油、肉桂精油、百里香精油一种或多种的组合。

13、(1)在淀粉基膜的制备工艺中，淀粉溶液粘度高流动性差是成膜过程中常见的问题，本发明采用一种或多种改性剂，促进了淀粉分子间的连接，降低了淀粉溶液的粘度，增强淀粉溶液的流动性，使其能均匀成膜。

14、(2)通过添加精油，精油抗菌淀粉基膜的表面疏水性、抗菌性能、断裂伸长率等都得到明显的改善。

15、(3)通过采用纳米纤维素乳化精油，提高了精油乳化后的分散性和稳定性，精油抗菌淀粉基膜的力学性能和紧密度提高。

16、本发明人在精油抗菌淀粉基膜的制备中发现，精油和纳米纤维素的用量是影响精油抗菌淀粉基膜的关键因素，精油虽然可以增强淀粉基膜的抗菌性能，但也会降低淀粉基膜的力学性能；纳米纤维素乳化精油可以使其分散性和稳定性增强，同时提高淀粉基膜的强度，但用量过高会发生自聚集，淀粉基膜性能受损。

技术特征：

1.一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，其特征在于，步骤①所述混合搅拌时间为15～30min。

5.根据权利要求1所述的一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，其特征在于，步骤②所述的高速乳化分散速度为7000～10000rpm。

6.根据权利要求1所述的一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，其特征在于，步骤③所述的均质分散时间为3～5min。

7.根据权利要求1所述的一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法，其特征在于，步骤④所述的干燥时间24～36h。

8.根据权利要求1所述方法制备得到的精油抗菌淀粉基膜可用于食品包装领域。

技术总结
本专利涉及到一种精油抗菌淀粉基膜的制备方法。所述制备方法包括纳米纤维素乳化精油、溶胶、凝胶、流延成型、干燥、脱膜等步骤。以纳米纤维素乳化精油，改善精油乳液在淀粉溶液中的分散性和稳定性；采用一种或多种改性剂，降低淀粉溶液的粘度，增强淀粉溶液的流动性，使其能均匀成膜；通过流延法制备精油抗菌淀粉基膜。经本发明制备的精油抗菌淀粉基膜具有透光率低、水蒸气透过率低、拉伸强度高、表面疏水性好、抗菌活性强、表面光滑等优点。

技术研发人员：陈启杰,游娜,张朋,梁春艳,徐忆宁,张丽,王正敏
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16